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在西北太平洋台风活动气候变化与变率机理方面获得了新认识
作者:赵海坤               发布时间:2021/02/23 14:13:21              浏览量:

台风活动预测能力的提高不仅关乎我国防灾减灾的战略部署,也关乎经济发展和公共安全等。有效减轻台风灾害损失已成为我国政府十分关注的重大问题,最新公布的“国家中长期科技发展纲要”也已将台风灾害列为影响国家公共安全的主要自然灾害之一。提高台风活动的预测水平也一直是当前国际大气科学领域的难点和前沿科学问题和业务预报单位的迫切需求。当前台风路径的预报水平虽显著提高,但在年际、年代际等更长时间尺度的预测水平仍有待提高。台风生成和台风强度尤其是台风快速加强过程预报和预测仍面临着巨大挑战,也是我国业务预报预测的难点问题。我院台风与中尺度团队赵海坤教授课题组一直致力于台风活动气候变化机理研究和台风预测技术的研制,最近探索了西北太平洋台风路径、台风生成、快速增强的年际/年代际变化及其可能影响机制,获得了一些新认识。

(1)台风生成:从与主要大尺度环流型(季风切变线SL,季风涡旋CR,辐合区GY, 东风波EW和前期台风Rossby波能量频散PTC) 相关台风生成的年代际变化的角度出发,发现了近期西北太平洋台风频数显著减少主要是与PTC相关台风显著减少所贡献(图2),与前人的研究强调季风环流变化对台风生成主导作用不同,突显了近期Mega-La Nina-like 海温模态导致的西北太平洋东部东风切变的减小在抑制PTC中的重要性,获得了近期台风生成显著减少的新认识。

(2) 台风路径:揭示了ENSO-like和全球海温一致两种模态在西北太平洋台风盛行路径变化中的主导作用(图2),阐明了在西北太平洋台风盛行路径变化中该两种大尺度海温模态相对重要性的年代尺度依赖及其可能影响途径,强调了大尺度海洋和大气强迫驱动对西北太平洋台风盛行路径变化的重要调控作用,为台风年(代)际时间尺度台风路径的预测提供了理论依据,深化了西北太平洋台风盛行路径变化的物理认识。

(3)台风强度:在年际时间尺度上,指出了热带印度洋海温热力异常与西北太平洋台风快速增强的紧密联系(图3),揭示了热带印度洋海温异常伴随的西北太平洋海域海洋热容量(TCHP)和中层水汽的变化显著影响台风快速增强,指出了全球变暖通过增加TCHP和垂直切变增加西北太平洋台风快速增强台风比例,阐明了热力因子对台风快速增强的重要性。

图1 1998年前后所有台风(a)及主要五类大尺度环流型相关的台风(b-f)对应生成频数差的空间分布。

 

图2台风路径(a,d)和台风生成(b,e)的两类典型空间分布以及对应的海温ENSO-like模态(c)和全球海温一致模态(f)。

图3  (a) 快速增强台风和非快速增强台风对应大尺度环境因子的差异性;(b)热带印度洋海温(TIOSST)与西北太平洋地区台风主要发展区域平均的中层水汽(RHUM)和海洋热容量(TCHP)年际关系。

 

论文信息:

Zhao, H.*, P. J. Klotzbach, and S. Chen, 2020: Dominant influence of ENSO-Like and Global Sea Surface temperature patterns on changes in prevailing boreal summer tropical cyclone tracks over the Western North Pacific. J. Clim., 33, 9551–9565.

Zhao, K., H. Zhao*, Raga, G.B. et al., 2021: Changes in extended boreal summer tropical cyclogenesis associated with large-scale flow patterns over the western North Pacific in response to the global warming hiatus. Clim. Dyn., 56, 515-535.

Gao, J., H. Zhao*, P. J. Klotzbach, C. Wang, G. B. Raga, and S. Chen, 2020: Possible influence of tropical Indian ocean sea surface temperature on the proportion of rapidly intensifying western north pacific tropical cyclones during the extended boreal summer. J. Clim., 33, 9129–9143.